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Nullspannungsverriegelung für Schützensteuerungen Bei elektrischen
Fahrzeugen mit elektromagnetischer oder elektropneumatischer Schützensteuerung wird
in der Regel die Forderung gestellt, daß die auf einer beliebigen Fahrstellung abgeschaltete
Steuerung Nullschaltungszwang besitzt. Darunter versteht man, daß die durch Ansprechen
eines Überlastrelais, Ziehen eines Notbremsgriffes usw. abgeschalteten Schütze beim
Zurückstellen der Auslöseorgane nicht ohne weiteres einschalten, sondern so lange
offen bleiben, bis der Führerschalter in seine Nullstellung zurückgedreht und von
neuem eingeschaltet wird.
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Solche Schaltungen werden in der Regel so ausgeführt, daß der Erregerkreis
der Zugspulen der Leistungs- und Gruppierungsschütze beim Schalten nach Fahrstellung
i durch einen Führerschalterkontakt kurzzeitig geschlossen wird. Dadurch ziehen
diese Schütze an und schließen Steuerstromkontakte, die den Führerschalterkontakt
überbrücken. Dieser kann jetzt geöffnet werden, ohne daß die Schütze wieder abfallen.
Eine derartige Ausführung hat jedoch folgende Nachteile: Es müssen die Leistungs-
und Gruppierungsschütze mit zusätzlichen Steuerstromkontakten versehen werden. Dann
sind zwischen den Schützen und den entsprechenden Führerschalterkontakten zusätzliche
Steuerstromleitungen zu verlegen. Da die Fahrzeuge in der Regel mit zwei Führerständen
ausgerüstet sind, müssen diese Leitungen über die ganze Länge des Motorwagens geführt
werden.
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Diese Nachteile werden gemäß vorliegender Erfindung vermieden. Dies
wird dadurch, erreicht, daß im Führersc4alter ein Steuerstromnockenschalter eingebaut
ist, der durch eine Nocke von der Führerschalterwalze aus mechanisch geschlossen,
dann durch eine mit den Spulen der Leistungs- und Gruppierungsschütze in Reihe liegende
und durch deren Strom erregte Haltespule magnetisch festgehalten und beim Rückschalten
von Stellung i nach Null nicht geschlossen wird. Löst nun beispielsweise der 'Überstromschalter
aus, dann wird die den Steuerstromnockenschalter in seiner Einschaltlage haltende
Spule aberregt, so daß der Nockenschalter seinen Kontakt öffnet und sämtliche Schütze
stromlos macht.
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Wenn der Überstromschalter wieder in seine Abfallage zurückkehrt,
können die Starkstromschützen trotzdem nicht ansprechen, da das Hilfsschütz, welches
den Steuerstrom unterbrochen hält, nicht erregt werden kann; sein Anspringstromkreis
ist nämlich nur entsprechend der Nullspannungsverriegelung zwischen der Stellung
o und i
geschlossen. Man muß also den Führerschalter erst in die
Nullstellung zurückführen, um das Hilfsschütz zum Anziehen zu bringen und die Steuerspannung
den Starkstromschützen zuzuführen.
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Aus der geschilderten Wirkungsweise ist zu ersehen, daß die Starkstromschütze
für die Null$pannungsverriegelung keinerlei Hilfskontakte benötigen, da der Steuerstrom
für sämtliche Schütze im Auslösefalle durch das Hilfsschütz unterbrochen wird.
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Es ist besonders- günstig, den Anspringstromkreis des Hilfsschützes
über einen solchen Kontakt zu führen, welcher nur dann geschlossen ist, wenn der
Führerschalter im Zuge des Anfahrschaltens bewegt wird. Durch einen derartigen Kontakt
wird vermieden, daß beim Rückwärtsdrehen des Führerschalters die Einschaltkontakte
nochmals geschlossen und die Erregerspulen der Schütze wieder an Spannung gelegt
werden und dabei kurze Zeit schließen. Man kann hierzu einen Nockenschalter verwenden,
welcher beim Übergang von der Nullstellung nach der Fahrstellung i durch einen Nocken
mechanisch geschlossen wird. In diesem Falle kann man die Anordnung insofern vereinfachen,
als man den von der Schaltwalze bewegten Nockenschalter gleichzeitig als Kontakt
des Hilfsschützes ausbildet. Die Erregerspule des Hilfsschützes dient dann nur als
Haltespule für den Nockenkontakt. Die Haltespule kann man vorteilhafterweise mit
den Spulen der Starkstromschütze in Reihe schalten. .Beim Anspringen eines Überlastrelais
oder Ziehen eines Notbremsgriffes wird der Erregerstrom der Haltespule gleichzeitig
mit dem Erregerstrom der Schütze unterbrochen. Dadurch ist der Steuerstromkreis
offen, und es kann nur dann wieder Strom fließen, wenn der Steuerstromschalter vorher
mechanisch geschlossen wird. Dies kann nur geschehen, nachdem die Führerschalterwalze
in die Nullstellung gebracht worden ist, Es besteht keine Möglichkeit, die Haltespule
zu erregen, ohne den Schalter vorher mechanisch geschlossen zu haben. Auch kann
diese Spule nur den bereits geschlossenen Schalter in der Schließlage festhalten.
Sie ist aber nicht in der Lage, den offenen Schalter zu schließen, da für den dann
vorhandenen großen Luftweg die Amperewindungszahl nicht ausreichen würde. Beim Zurückdrehen
der Führerschalterwalze wird beim Schalten von Stellung o nach Stellung i der Steuerstromschalter
nicht geschlossen, da sich der Rollenhebel zwar bewegt, aber die Kontakte nicht
schließt. Rollen- und Kontakthebel sind nämlich nicht fest, sondern gelenkig miteinander
verbunden. Dadurch kommt eine Bewegung des Kontakthebels nur beim Drehen der Walze
von Stellung o nach Stellung i, jedoch nicht bei der Bewegung von Stellung i nach
Stellung o zustande.
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Es ist bereits eine Schaltanordnung bekanntgeworden, bei der ebenfalls
eine Nul1-spannungsverriegelung durch einen Nockenschalter vorgenommen wird, der
nur beim Übergang von Null nach Stellung i schließt und nach seinem Abschalten erst
dann wieder von neuem geschlossen werden kann, wenn vorher die Kurbel auf die Nullstellung
zurückgebracht wurde. Die bekannte Anordnung unterscheidet sich aber insofern grund-.
legend vom Erfindungsgegenstand, als bei der ersteren ein sogenannter Springkontakt
Verwendung findet, der nicht, wie im Falle der Erfindung, durch einen Nocken, sondern
durch Herabdrücken des Totmannsknopfes beim Übergang von. Stellung o auf Stellung
i durch die Hand des Führers geschlossen wird. Das Drehen der Kurbel ohne Drücken
des Knopfes ist also vollkommeü wirkungslos. Weiterhin fehlt der bekannten Einrichtung
die- Haltespule, die mit den Erregerspulen der Schütze in Reihe liegt. Diese Spule
ist deshalb nicht vorhanden, weil durch den Springkontakt ein besonders außerhalb
des Führerschalters angeordnetes Steuerstromschütz geschaltet wird. Der Springkontakt
bleibt also nur so lange geschlossen, wie der Totmannsknopf gedrückt wird. Wenn
der Fahrer den Knopf losläßt, öffnet der Kontakt. Bei der Schaltung nach der Erfindung
kann der Steuerstromnockenschalter jedoch nicht auf diese Art und Weise geöffnet
werden. Dazu bedarf es erst des Ansprechens eirie"s Überlastrelais oder des Ziehens
des Notbremsgriffes.
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In Abb. i und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Soll gefahren werden, so ist der Steuerstromhandschalter F zu schließen.. Wird nun
die Walze I des Führerschalters K von Null- nach Fahrstellung i gedreht, so werden
während des Überganges Kontakt i und Kontakt 2 durch die Walzensegmente IV! verbunden.
Gleichzeitig bewegt die Nocke H4 den Rollenhebel H3. Dadurch wird auch der Kontakthebel
H2 bewegt und der Steuerstromkreis geschlossen. Es fließt nun der Steuerstrom vom
Netz A über die Steuerstromsicherung E, den Handschalter F, die Kontakte der Überlastrelais
C und D, die geschlossenen Kontalgte des Steuerstromschalters H, dessen Haltespule
Hl, die Zugspule des Leistungsschützes L über die. in Stellung i bis q. durch die
Segmente M verbundenen Kontakte i und 2 der Wälze 'I, den Vorwiderstand T, die Zugspule
des Gruppierungsschützes R zur Erde. Nachdem die Schütze L und R angezogen haben,
laufen die beiden Fahrmotoren I, 11 mit den Anfahrwiderständen
h,
W in Reihenschaltung an. Auf den Fahrstellungen 2 bis q. erfolgt dann das
stufenweise Kurzschließen dieser Widerstände (in der Zeichnung nicht dargestellt).
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Beim Übergang von Fahrstellung 4. nach laufen die Segmente iI7 von
den Kontakten i und 2 ab, gleichzeitig treten die Segmente N mit den Kontaktfingern
i und 3 in Verbindung. Dadurch wird die Spule des Brückenschützes B über
den Vorwiderstand U an Stelle derjenigen des Reihenschützes R eingeschaltet.
Eine Unterbrechung des Stromgreises erfolgt dabei nicht. Die Haltespule Hl bleibt
also erregt und der Steuerstromschalter H geschlossen. In Stellung 5 sind dann die
Motoren ohne Widerstände in Reihe an das Netz geschaltet.
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Beim Weiterdrehen der Führerschalterwalze I von Stellung 5 nach 6
laufen die Walzensegmente N von den zugehörigen Kontakten ab, während die Segmente
S die Kontaktfinger i und d. verbinden. Dadurch wird die Spule des Erdschützes G
und diejenige des Parallelschützes P erregt, während die Spule des Brückenschützes
B ihre Erregung verliert. Auch hierbei wird der Stromkreis nicht unterbrochen, so
daß die Haltespule H, erregt und dadurch der Steuerschalter H geschlossen bleibt.
Die Fahrmotoren liegen in Stellung 6 jeder mit je einem Anfahrwiderstand in Reihe
an der Netzspannung. Auf den Stellungen 7 und 8 erfolgt das stufenweise Kurzschließen
dieser Widerstände V, W
so, daß in Fahrstellung 9 die Motoren in reiner Parallelschaltung
am Netz liegen (in der Zeichnung nicht dargestellt).
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Die Haltespule H, liegt auf allen Fahrstellungen in Reihe mit den
Spulen der Schütze L, R bzw. B bzw. G und P, und ist deshalb stets erregt. Wird
dieser Steuerstromkreis unterbrochen, z. B. durch Ansprechen der Überlastrelais
C oder D, so verlieren sämtliche Spulen ihre Erregung und die Schütze öffnen ihre
Kontakte. Aber auch die Kontakte des Nockenschalters H öffnen sich. Fällt nun der
Kontakt des Überlastrelais wieder ab, so bleiben die Schütze offen, weil sie nur
dann ansprechen können, wenn der Steuerstromschalter H geschlossen ist. Dieser kann
jedoch nur beim Übergang von Nullnach Fahrstellung i geschlossen werden. Es muß
also die Walze I nach o zurückgedreht werden. Damit sich beim Übergang von Stellung
i nach o der Steuerschalter H nicht schließt, ist der Rollenhebel H3 nicht fest,
sondern gelenkig mit dem Kontakthebel H2 um den festen Drehpunkt H, verbunden (s.
Abb. 2). Beim Drehen der Walze I von o nach Stellung i werden die beiden Hebel,
sobald die Nocke H4 gegen H, stößt, zwangsläufig gekuppelt. Sobald die Hauptkontakte
H9 geschlossen sind, liegt auch der bewegliche Kern H7 dicht auf dem festen Kern
H, Der magnetische Kreis ist also über das Joch H;, geschlossen, und die Spule Hl
hält den Schalter in der Schließlage fest. Ist der Schalter H aus irgendeinem Grunde
auf ,einer beliebigen Führerschalterstellung zum Abfallen gebracht worden, so wird
bei der Bewegung der Walze I von der Stellung i nach o nur der Rollenhebel H3 entgegen
dem Uhrzeigersinne bewegt, wobei die Feder H,o gespannt wird. Der Kontakthebel H2
bleibt in der durch den Anschlag H,1 begrenzten Ausschaltstellung, die Kontakte
H9 bleiben also offen.